Untersuchungen zur Beschreibung und Modifikation der Benetzungsphase bei der formselektiven Agglomeration in Suspensionen.
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projekts war es, die Benetzungsphase bei der formselektiven Agglomeration in Suspensionen zu beschreiben und gezielt zu beeinflussen. Die Umbenetzungsagglomeration, ein spezielles Verfahren zur Trennung von Feststoffpartikeln unterschiedlicher Form, nutzt das Benetzungsverhalten von Partikeln in einem dreiphasigen Flüssigkeitssystem. Hierbei spielt der Kontaktwinkel zwischen Partikel, Suspensions- und Bindeflüssigkeit eine zentrale Rolle. Ein Fokus lag auf der Untersuchung des Einflusses von Partikelform, Oberflächenmodifikationen (z.B. pH-Wert, Tenside), Bindemittelmenge sowie Energieeintrag auf die Agglomerationskinetik und die Trennwirkung. Dabei zeigte sich, dass die Formtrennung im Wesentlichen nur während der initialen Benetzungsphase möglich ist. Es wurde außerdem bestätigt, dass das Rührerdrehmoment als In-line-Indikator für den Prozessverlauf genutzt werden kann. Mithilfe von Mikro-CT-Technik und FluidFM-Messungen konnte der Zusammenhang zwischen Partikelform, Benetzbarkeit und Agglomeratstruktur detailliert analysiert werden. Es wurde nachgewiesen, dass plättchenförmige und sphärische Graphite unterschiedlich stark benetzt werden und sich demnach unterschiedlich agglomerieren. Die dabei entstandenen Agglomerate wurden hinsichtlich Größe, Sphärizität und innerer Struktur charakterisiert. Trennversuche mit gemischtem Graphit und variierender Agglomerationsdauer sowie Bindemittelkonzentration zeigten, dass sich bei bestimmten Bedingungen die Formtrennung sogar umkehren kann. Dies wurde auf veränderte Benetzungsmechanismen bei größeren Partikeln zurückgeführt. Das Projekt leistete einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Benetzungsphase bei der formselektiven Agglomeration und bildet die Grundlage für eine gezielte Prozessführung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Morphological Study of Microagglomerates Obtained by Spherical Agglomeration Using X-ray Microtomography, World Congress on Particle Technology (WCPT), 2022
J. Schreier & U. Bröckel
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Mehrdimensionale selektive Umbenetzungsagglomeration – Bestimmung der Reinheit von Graphitagglomeraten. Chemie Ingenieur Technik, 95(10), 1623-1628.
Schreier, Julia & Bröckel, Ulrich
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The Morphology of Graphite Agglomerates During the Spherical Agglomeration Process, International Congress on Particle Technology (PARTEC), Nürnberg, 2023
J. Schreier & U. Bröckel
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Characterisation of spherical agglomeration process kinetics using torque mapping, Processes (2024)
J. Schreier & U. Bröckel
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Morphology of Graphite Agglomerates Obtained by Spherical Agglomeration via Propagation-Based X-Ray Microtomography. Image Analysis and Stereology, 43(1), 85-95.
Schreier, Julia & Bröckel, Ulrich
